Śliwka w Fiolecie

Współczesna nauka stoi przed jednym z najbardziej fascynujących wyzwań: zrozumieniem, w jaki sposób efekty kwantowe manifestują się w układach biologicznych. Badania z ostatniej dekady sugerują, że niektóre procesy życiowe, takie jak fotosynteza czy nawigacja ptaków, mogą wykorzystywać zjawiska kwantowe do osiągania niespotykanej efektywności.

Eksperymenty przeprowadzone w 2023 roku w Instytucie Fizyki Stosowanej wykazały, że pewne związki organiczne o strukturze podobnej do antocyjanów – barwników odpowiedzialnych za fioletowy kolor śliwek – wykazują niezwykłe właściwości spójności kwantowej w temperaturze pokojowej. Dotychczas takie zjawiska obserwowano jedynie w ekstremalnie niskich temperaturach lub w ściśle kontrolowanych warunkach laboratoryjnych.

Mechanizm, nazwany "fioletową superprzewodliwością organiczną", polega na tworzeniu się stanów zdelokalizowanych elektronów wzdłuż całych cząsteczek antocyjanów. Dzięki temu ładunek elektryczny może przemieszczać się niemal bez oporu, co otwiera drogę do projektowania biologicznie inspirowanych układów elektronicznych o niespotykanej dotąd efektywności energetycznej.

Potencjalne zastosowania tych odkryć obejmują rewolucję w dziedzinie energetyki słonecznej, gdzie biohybrydowe ogniwa fotowoltaiczne mogłyby osiągać sprawność przekraczającą 50%, oraz w medycynie, gdzie precyzyjne dostarczanie leków mogłoby odbywać się za pomocą kwantowo-sterowanych nanonośników.

Naukowcy podkreślają, że zrozumienie tych procesów wymaga interdyscyplinarnego podejścia, łączącego biologię molekularną, chemię kwantową i fizykę materii skondensowanej. Kolejnym etapem badań będzie próba syntezy stabilnych struktur organicznych wykazujących te właściwości w skali makroskopowej, co mogłoby zrewolucjonizować technologie magazynowania i przesyłu energii.